[實用新型]液態(tài)金屬浸滲可視化控制方法專用裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920033736.3
• 申請日: 2009-06-30
• 公開（公告）號: CN201433240Y
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊樂華;徐瑞;周計明;蘇力爭;李賀軍
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C22C47/08
• 分類號: C22C47/08
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心
• 代理人: 黃毅新

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種液態(tài)金屬浸滲裝置，特別是液態(tài)金屬浸滲可視化控制方法專用裝置。

背景技術(shù)

參照圖2，文獻(xiàn)“專利號為ZL?00242901.2的中國專利”公開了一種可模擬高溫條件下孔隙介質(zhì)中滲流動態(tài)的方法。在其所用裝置的頂面和底面中部設(shè)有觀察窗4和照明窗6，觀察窗上部安裝顯微攝像機(jī)5，照明窗下部安裝反射鏡11和光源10，利用透明微模型8模擬多孔介質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)并將其固定在觀察室內(nèi)。模型的出入口與觀察室外的高溫容器3、微量驅(qū)動泵1、回壓調(diào)節(jié)器15連接，觀察室的溫度通過恒溫油浴調(diào)節(jié)，壓力由高溫計量泵13控制，從而實現(xiàn)常溫常壓和高溫高壓條件下孔隙介質(zhì)中的滲流動態(tài)模擬。

該方法是通過透明微模型來模擬高溫條件下孔隙介質(zhì)中滲流動態(tài)，由于其采用透明的微模型模擬多孔介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)，因而只能對真實浸滲過程進(jìn)行模擬測量，無法直接對流體在多孔介質(zhì)預(yù)制體中的實際滲流情況進(jìn)行直觀可視化測量，也不能實現(xiàn)浸滲過程的在線反饋控制；同時利用該裝置也無法得到浸滲過程內(nèi)部面場上的全部溫度信息。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)對液態(tài)金屬在多孔介質(zhì)預(yù)制體內(nèi)部浸滲過程的直接觀測及在線控制的不足，本實用新型提供一種液態(tài)金屬浸滲可視化控制方法專用裝置，其滲流腔蓋、浸滲腔、坩堝三者之間采用螺栓連接，坩堝與滲流腔蓋、浸滲腔通過螺栓連接后放置于加熱單元內(nèi)，溫控儀對纖維預(yù)制體進(jìn)行預(yù)熱，通過抽真空系統(tǒng)和浸滲控制系統(tǒng)實現(xiàn)金屬液在纖維預(yù)制體中的浸滲。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種液態(tài)金屬浸滲可視化控制方法專用裝置，其特點是包括滲流腔蓋、坩堝、加熱單元、抽真空系統(tǒng)、浸滲腔以及套筒，浸滲腔為三臺式結(jié)構(gòu)，套筒底面為斜面形狀，浸滲腔置于坩堝里，套筒置于浸滲腔里，套筒的外徑與浸滲腔內(nèi)徑等大，套筒上的凸臺卡在浸滲腔的凹臺上，滲流腔上部腔體固定套筒，下部腔體用來放置預(yù)制體；滲流腔蓋的凸臺上開有與套筒大小相同的通孔，滲流腔蓋壓緊套筒，套筒的斜面與預(yù)制體斜面緊密接觸，滲流腔蓋、浸滲腔、坩堝的法蘭盤上均勻分布8個螺栓孔，三者之間采用螺栓連接；套筒與浸滲腔之間通過石墨紙進(jìn)行密封；坩堝用來熔煉金屬，與滲流腔蓋、浸滲腔通過螺栓連接后放置于加熱單元內(nèi)；通過加熱單元間接實現(xiàn)對纖維預(yù)制體的預(yù)熱，通過抽真空系統(tǒng)和浸滲控制系統(tǒng)實現(xiàn)金屬液在纖維預(yù)制體中的浸滲。

本實用新型的有益效果是：由于利用液態(tài)金屬在多孔介質(zhì)中浸滲可視化的專用裝置，真實地反映了液態(tài)金屬在多孔介質(zhì)預(yù)制體中的流動狀態(tài)，浸滲控制系統(tǒng)實現(xiàn)了對浸滲過程的實時控制，圖像采集處理系統(tǒng)實現(xiàn)了對浸滲過程的可視化觀測。通過圖像采集處理系統(tǒng)獲得的直觀圖像信息可以深入研究液態(tài)金屬在多孔介質(zhì)預(yù)制體中的滲流規(guī)律，進(jìn)而掌握真實的浸滲過程，為采用浸滲方法制備金屬基復(fù)合材料的工藝奠定理論基礎(chǔ)，從而更好地指導(dǎo)現(xiàn)有的金屬基復(fù)合材料制備工藝，解決影響復(fù)合材料制件性能的關(guān)鍵問題。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本實用新型液態(tài)金屬浸滲可視化控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-浸滲控制系統(tǒng)，2-圖像采集處理系統(tǒng)，3-紅外熱像儀；4-滲流腔蓋，5-浸滲腔，6-不銹鋼坩堝，7-電氣比例閥，8-儲氣罐，9-加熱單元，10-套筒，11-預(yù)制體，12-AZ91D鎂合金，13-溫控儀，14-抽真空系統(tǒng)，15-石墨紙。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)模擬滲流動態(tài)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-微量驅(qū)動泵，3-高溫容器，4-觀察窗，5-顯微攝像機(jī)，6-照明窗，8-微模型，10-光源，11-反射鏡，13-高溫計量泵，15-回壓調(diào)節(jié)器。

具體實施方式

實施例1：參照圖1，液態(tài)金屬在多孔介質(zhì)中的浸滲可視化專用裝置。該裝置由：浸滲控制系統(tǒng)1、圖像采集處理系統(tǒng)2、紅外熱像儀3、溫控儀13、抽真空系統(tǒng)14組成。浸滲系統(tǒng)由滲流腔蓋4、浸滲腔5、不銹鋼坩堝6、套筒10組成。滲流腔蓋4、浸滲腔5、不銹鋼坩堝6的法蘭盤上均勻分布八個螺栓孔，三者之間采用螺栓連接。滲流腔蓋4需壓緊套筒10，滲流腔蓋4的凸臺上開有與套筒10大小相同的通孔，以便觀測套筒斜面的溫度場信息，其中套筒10底面為斜面形狀，該斜面與預(yù)制體11斜面緊密接觸，來反映滲流內(nèi)部溫度場信息；滲流腔5上部腔體固定套筒10，下部腔體用來放置預(yù)制體；不銹鋼坩堝6用來熔煉AZ91D鎂合金12，坩堝6與滲流腔蓋4、浸滲腔5通過螺栓連接后放置于加熱單元9內(nèi)。儲氣罐8由管道通過電氣比例閥7接入坩堝6。